内蒙古兴阿斑岩钼矿床地质特征、成岩时代与岩浆成因研究.pdf

第 6卷第 6期 2 0 1 5年 1 1 月 矿 产 勘 查 MI NERAL EXPLORATI ON Vo l _ 6 No 6 No v e mb e r， 2 01 5 内蒙古兴 阿斑岩钼矿床地质特征 成岩时代与岩浆成 因研究 吴秀云 ， 褚春岩 ， 赵希成 ( 1 北京 大学， 北京 1 0 0 8 7 1 ； 2 赤峰远野 昌顺地质勘 查有限公 司， 赤峰0 2 4 0 0 5 ) 摘 要 兴阿钼矿床位于 内蒙古 自治 区鄂伦 春 自治旗境内 ， 是新 近发现的一处超大 型斑岩型 钼矿床 。矿体 主要赋 存于八道沟二长花 岗斑岩体及其上 的隐爆裂隙 中， 呈似层 状分布 ， 平 均厚 9 2 9 m， M o平 均品位 0 1 1 8 。 从岩 体向外依次为钾化 、 硅化 、 绢英岩化 、 青磐 岩化等斑 岩型 蚀变分 带 ， 围岩蚀 变和物化 探异 常是重要 的 找矿标志。对矿区赋矿钾长花岗岩、 成矿二长花岗斑岩和成矿后闪长玢岩开展了锆石 L A- I C P M S U P b定年 ， 结果 表明成矿作用发生于 1 3 1 1 2 4 Ma ， 大 约在 1 2 9 Ma 。3 类 侵入 岩锫石 H f 同位素研究显示 ， 成 矿相关岩浆源 自新元古代末亏损地 幔增生地壳物质的部分熔融 。 关键词 兴阿斑岩型钼矿蚀 变分 带 物化探异常 成岩 时代 内蒙古 中图分类号 ： P 6 1 8 6 5 文献标识码 ： A 文章编号 ：1 6 7 4 - 7 8 0 1 ( 2 0 1 5 ) 0 6 - 0 6 8 9 - 1 3 中国东北地区在地质构造上夹于西伯利亚板块 和华 北克 拉 通 之 间 ， 是 中 亚 造 山带 的 东 段 ， 经 历 了古亚洲构造成矿域与环太平洋构造成矿域 的叠加 复合和构造转换地质作用 ， 成矿条件优越， 成矿作用 强烈 ， 矿床类型丰富 ， 找矿潜力 巨大 。据统计 ， 东北 地区已发现 7 0余处钼矿床 ， 探明资源量仅次于东秦 岭钼矿带 ( 图 1 ) 。大兴安岭北段是东北地 区最重 要的钼成矿带之一 ， 位于乌兰浩特市以北、 松辽盆地 以西的大兴安岭腹地 。已发 现著名 的多宝 山、 乌努 格吐山大型铜钼矿床 以及迄今为止中国北方规模最 大的钼矿床岔路 口超大型钼矿 ( 1 3 4万 t ) 。 兴阿钼矿床即位于大兴安岭北段 ， 是赤峰远野 昌顺地质勘查有 限公 司历经 5年勘探确定的一处超 大型钼矿 ， 探明钼资源量 8 8万 t ， 平均品位 0 1 1 8 。 该矿床新近发现 ， 缺乏详细的基础地质、 年代学和地 球化学等方面的工作 ， 且毗邻岔路 口超大型钼矿 ， 进 一 步勘探和研究的潜力巨大。鉴于此 ， 本文对兴阿 钼矿床开展了较系统的地质、 岩 ( 矿 ) 相学和 同位素 年代学的研究 ， 对其产 出构造环境、 地质特征、 形成 时代和岩浆成因进行了深入研究和探讨 。 1 区域地质 兴阿斑岩钼矿床位于内蒙古 自治区鄂伦春 自治 旗境内， 北西距 阿里河镇 2 7 k m， 地理坐标范围： 东 经 1 2 3 。 3 0 0 0 1 2 3 。 3 4 0 0 ， 北 纬 5 0 。 4 0 3 0 一 5 O 。 4 4 0 0 ” ( 图 2 ) 。矿床所在 的大兴安岭北段位 于二连一 贺根山一黑河缝合带 和蒙古一鄂霍 茨克缝 合带之 间， 包括兴安地块和额尔古纳地块两个构造单元 ( 图 1 ) 。该区中生代以前属于西伯利亚板块东南缘 增生带， 其基底 由众多微陆块拼合而成 。三叠纪以 来 ， 主要受蒙古一鄂霍茨克板块俯冲作用和环太平 洋构造体 系影 响 。在 中晚侏 罗世一早 白垩世 ， 造山带岩石圈减压伸展与太平洋板块俯冲引发的弧 后伸展叠加 ， 导致大量 中酸性岩浆岩 发育 ， 并伴 随大规模成矿作用 。 l - 1 地层 区域上主要出露地层有震旦系额尔古纳河组火 山岩、 侏罗系满克头鄂博组火 山岩及第 四系沉积物 (图3 ) 。 震 旦系额 尔古 纳河组 ( Z e ) 出露在矿 区六 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 9 - 2 0 【 第一作者 简介】 吴秀云 ， 女 ， 1 9 7 1 年生 ， 在读研究生 ， 高级工程师 ， 从事矿产勘查与开发工作。 6 8 9 矿 产 勘 查 铁矿一黄铁矿一磁黄铁矿一黄铜矿 ； 黝铜矿偶见 ， 粒 状集合体 ， 粒度 0 0 5 m m， 包裹 在黄铜矿 中； 斑铜矿 偶见 ， 星散状分 布， 粒度 0 0 5 m m。孑 L 雀石偶 尔见 到 。石英呈隐晶一他形晶粒状 ， 半 自形晶波状消光 ， 具熔蚀结构 ( 少量 ) ， 次棱角状、 次 圆状、 圆状、 呈变 余结构存在 ， 局部呈脉状分布 ； 绢云母呈细鳞片状 ， 集合体呈迷雾状 ， 单 晶较小 ， 粒度 0 0 1 0 0 3 m m， 常与粒状石英及碳酸盐矿物相伴 出现 。 矿石 中主要有 益组 分 为 Mo 、 C u ， 有 害组 分 含 量 甚微( 表 1 ) ， 对矿石质量及选冶性能影 响不大。原 矿主要化学成分及其他有益元素含量见表 2 。 表 1 兴 阿钼矿矿石光谱半定量分析结果 表 2 兴 阿钼矿原矿主要化学成分分析结果 69 6 2 4 蚀 变与矿化 阶段 矿床发育典型斑岩钼矿蚀变分带 ， 自岩体向围 岩呈有规律 的面式蚀变 ： 以钾化为 中心， 依次为硅 化一黄铁绢英岩化一青磐岩化。( 1 ) 钾化 ( 钾长石 化和黑云母化 ) 主要表现为二长花岗斑岩与钾长花 岗岩中钾长石交代 、 石英一钾长石细脉 ， 呈浸染状、 团块状、 脉状分布的黑云母 ( 图 9 A、 B ) ； ( 2 ) 硅化主 要表现为大量出现 的石英细脉、 网脉和花 岗岩中原 生石英、 钾长石 、 斜长石等逐渐被 小颗粒石英交代 ( 图 9 C ) ， 硅化与矿体相伴出现， 硅化较强 的部位矿 化好( 图 9 D) ； ( 3 ) 黄铁一绢英岩化主要表现为绢云 母和石英交代斜长石 、 钾长石 、 黑云母或细脉状石 英一绢云母一黄铁矿脉 ， 以及浸染状分布的黄铁矿 ， 该蚀变带与钼矿化关系最为密切( 图 9 E) ； ( 4 ) 青磐 岩化主要分布于矿体边部， 发育绿泥石 、 绿帘石等蚀 变矿物 ， 见 石 英一绿泥 石绿帘 石脉 ( 图 9 F ) 、 石 英一方解石脉( 图 9 H) 、 方解石脉( 图 9 G 、 I ) 。 根据矿物组合、 矿石组构和脉体穿插关系， 可将 流体成矿过程分为以下 3个 阶段 ： ( 1 ) 早 阶段 为钾 长石一石英阶段( 图 1 0 A) ， 特征矿物组合为钾长石 + 石英 + 黑云母 + 黄铁 矿和少量 辉钼 矿 ， 发育钾 长 石一石英脉、 石英脉 、 钾长石一石英一辉钼矿脉 ， 脉 体细小 ， 网脉中伴生少量黄铁矿 ， 黄铁矿 自形一半 自 形分布于石英脉 内部或沿脉壁产出 ， 粒度大小不一 ， 可呈团块状产出( 图 1 0 B ) ， 辉 钼矿呈星点 叶片状分 布( 图 1 0 C) 。该阶段主要伴随钾长石化、 黑云母化 、 硅化 ； ( 2 ) 中阶段为石英一多金 属硫化物 阶段 ( 图 1 0 D) ， 以石英+ 辉钼矿+ 黄铁矿+ 黄铜矿+ 闪锌矿+ 绢 云母 + 绿帘石等组合 为特征 ， 见石英一辉钼矿一硫 化物网脉 ， 薄膜状辉钼矿脉等 ， 以多金属硫化物网脉 为特征 ， 辉钼矿化显著。辉钼矿呈 片状在围岩或 网 脉中浸染状产出， 或沿脉壁 、 裂隙呈薄膜状分布( 图 1 0 E) ， 黄铁矿呈 自形一半 自形粒状、 黄铜矿为他形 晶产出。该阶段主要蚀变类型为硅化和黄铁绢英岩 化 ， 是成矿主要阶段， 形成钼富矿体 ； ( 3 ) 晚阶段为 石英 一碳 酸盐 阶段 ( 图 1 0 G) ， 以 出现 低 温 石英 和方 解石为特征 ， 主要发育无 矿石英 脉、 碳 酸盐脉 、 石 英一 碳酸 盐脉 ， 个别 见黄铁 矿沿 脉伴 生 ， 并 有少 量紫 色 萤石 ( 图 1 0 H) 。 矿 产 勘 查 石 分别 为 ： 在 矿 区大面积 分布 、 与成 矿关 系密切 并作 为 主要 赋矿岩 体 的燕 山期 钾 长花 岗岩 ； 主 要赋 矿 岩 体及可能为成矿母岩 的二长花 岗斑岩； 穿切钾长花 岗岩， 只发育晚期泥化 、 碳酸盐化并未见矿化的( 石 英) 闪长玢岩。实验所用样 品均为矿区钻孔新鲜岩 芯， 样品蚀变弱 、 不含其他岩性包体 、 不发育各类 型 热液 脉 。 公 司委 托北京 大学 陈衍 景教授 研究 团 队对 所采 3类岩浆岩进行 了系统的锆石 U- P b定年。经过严 格 的实 验流 程 和 测试 ， 利 用 精 确 的 L A I C P MS定 年 方法 获得 了准确 的岩 浆岩 结 晶年 龄 。3类 侵入 岩 样 品 的锆 石分 析 点 均 落 在。 嘶P b U- 2 0 7 P b U 谐 和线上及其附近( 图 I 1 ) ， 具有较好的谐和性。钾长 花 岗岩 ( X A 3 3 3 5 7 ) 、 二 长花 岗斑 岩 ( X A 7 3 2 8 8 ) 和 闪长玢 岩 ( X A 3 3 2 1 0 ) 的锆 石 嘶 P b U加 权 平 均年 龄分别 为 ( 1 3 1 1 ) Ma 、 ( 1 2 9 1 ) Ma和 ( 1 2 4 1 ) Ma ( 图 1 1 ) 。 由于钾 长花 岗岩是兴 阿钼 铜矿床 的 主要赋 矿 围 岩 ， 成矿 时间应 晚于钾长 花 岗岩 的侵位 结 晶时 间 ( 1 3 1 Ma ) 。而侵入成矿岩体的 闪长玢岩的形成时 代 为 1 2 4 Ma ， 因此成矿作 用应 早于 1 2 4 Ma 。对 于斑 岩成矿系统， 其成岩成矿作用往往近同时发生， 或成 矿稍晚于成岩作用 ， 故 由含矿岩体二长花 岗斑岩年 龄 ( 1 2 9 Ma ) 推 断成矿 应 发生 于 1 2 9 M a或 之后 。 由 此可以推断 ， 兴阿钼矿的成矿年龄介于 1 2 4 1 3 1 Ma 之 间 ， 大约 在 1 2 9 Ma 。 质岩石的正 e H f ( t ) 值 反映了岩浆 源区为亏损地幔 或 从 亏损地 幔 中新 增 生 的年 轻 地 壳 物质 ， 而 花 岗 岩岩浆不可能直接来 自于地幔 的部分熔 融E 9 3 。因 此 ， 矿区岩浆岩来源于新元古代末从亏损地 幔增生 的地壳物质的部分熔融。 图 1 2兴 阿钼 铜 矿 侵 入 岩 e Hf ( t j 与 U Pb年 龄 图 解 综合 区域构造演化历史 ， 分析认为兴阿钼矿 区 内主要成 矿岩浆 岩 成 因 为 ： 新 元 古 代 末从 亏损 地 幔 增生的地壳物质在晚侏罗世由于蒙古-N霍茨克洋 的 闭 合 ， 发 生 了 强 烈 的 碰 撞 、 挤 压 、 缩 短 、 加 厚 ， 并在早 白垩世受到造山带岩石圈伸展和太平 洋板块 俯 冲引发 的 弧后 伸 展 作用 的叠 加 ， 发 生 大规 模 部分 熔融 ， 形成 了区内侵人 岩 。 。 5 岩浆成 因 6 结论 锆石 极 强 的稳 定 性使 其 H f 同位素 组 成较 少 受 到 后期地 质作 用 的影响 ， 其 L u - H f 同位 素 体 系具 有 较 高 的封 闭温度 ， 且极 低 的 L u含 量使 我们 能够 获得 它形成时准确的 Hf 同位素组成。因此 ， 锆石成为 目 前示踪岩石源区和探讨地壳演化的重要工具 。 3类 侵入 岩样 品 的锆 石 H f 同位 素组 成研 究 同 样 由北 京 大学陈衍 景教 授研究 团队完成 。兴 阿矿 区 3件 中酸性 侵入 岩样 品 的 H f 同位 素组 成 类 似 ， 计 算 获 得其 e H f ( ) 值 分别 为 6 8 8 4 、 6 7 7 8和 5 8 8 4 ， 二 阶段模 式年 龄 ( T 。 ) 分 别 为 5 7 9 6 7 0 M a 、 6 1 6 6 8 0 Ma 和 5 7 8 7 2 1 Ma ， 显示 了它 们 具有 同源 特 征 。在 8 H f ( t )与 U P b年 龄 图解 中 ， 3件样 品均 分布在亏损地幔和球粒陨石演化线之 间的区域 ， 而 远 离古老 地壳 H f 演 化 线 ( 图 l2 ) 。一 般 认 为 ， 花 岗 7 0 0 ( 1 )兴阿钼矿床是一处特大型斑岩矿床 ， 具有 规模 大 、 品位低 、 埋 藏 浅 、 环 状 围岩 蚀 变 及 特别 的物 化探 异 常特征 。 ( 2 )钼矿体产 于二长花 岗斑岩及其 围岩顶上 带 ， 从岩体至围岩发生了强烈钾化一石英一绢云母 化一 泥化一 青磐 岩 化蚀 变 分 带 特征 ， 矿 石 主 要 为 中 高温热 液 细脉浸染 状结 构 、 块 状构 造 。 ( 3 )赋 矿钾 长花 岗岩 形 成 于 ( 1 3 1 1 ) Ma ， 成 矿 二 长花 岗斑岩 发育 于 ( 1 2 9 _+ 1 ) Ma ， 成 矿 期 后 二长 闪 长玢岩形成于( 1 2 4 _+ 1 ) Ma 。因此 ， 钼成矿作用发生 于 1 2 4 1 3 1 Ma 之 间 ， 大 约在 1 2 9 Ma 。 ( 4 )3件 中酸 性 侵 入 岩 样 品 H f 同位 素 组 成 基 本 一致 ， s H f ( t ) 值分别 为 6 8 8 4 、 6 2 7 7和 5 8 8 4 ， 二 阶段模 式年 龄 ( T ) 分 别 为 5 7 9 6 7 0 M a 、 第 6卷第 6期 吴秀云等 ： 内蒙古兴阿斑岩钼矿床地质 特征 、 成岩时代与岩浆成 因研究 6 1 6 7 0 3 Ma和 5 7 8 7 2 1 Ma ， 显示 了它们具有同源 性 ， 均来源于新元古代末从 亏损地幔新增生地壳物 质 的部分熔融 ， 并可能有部分地幔组分的贡献 。 致谢本文 为 2 0 1 4年 呼 伦 贝 尔 市人 民政 府 和 内蒙古 自治 区国土 资 源厅 “ 大兴 安 岭 和得 耳 布 干 成 矿 带找矿 理论 方 法技 术研 讨 会 ” 会 议 成 果 论 文 。在 成文过程中， 得到呼伦 贝尔市国土资源局 张德 平副 局长、 杜鹏工程师的大力 支持和帮助 ， 矿产勘 查 编辑部也提 出了宝贵的修 改意见， 作者在 此一并深 表谢 忱 。 参考文献 祁 进平 ， 陈衍 景， F r a n c o P i r a j n o 东北地区浅成低温热液矿床的 地质特征和构造背景 】 矿 物岩石 ， 2 0 0 5 ， 2 5 ( 2 ) ： 4 7 5 9 陈衍景 ， 张成 ， 李诺 ， 等 中国东北 钼矿 床地质 J 吉林大 学学报( 地球 科学版)， 2 0 1 2 ， 4 2( 5 ) ： 1 2 2 3 - 1 2 6 8 张成 ， 李诺 ， 陈衍景 ， 等内蒙古兴阿钼铜矿 区侵 入岩锆石 U P b年龄及 H f 同位素 组成 J 岩石学报 ， 2 0 1 3 ， 2 9 ( 1 )： 2 1 7 2 3 0 黑龙江省地矿局第二 区域地 质调查 大队第 四地质 队 区域地 质调查报告 R 1 9 7 9 C h e n Y J ， C h e n H Y，Z a w K，P i r a j n o F，Z h a n g z J G e o d 3 n a m ic s e t t in g s a n d t e c t o n ic mo d e l o f s k a m g o l d d e p o s it s in Ch in a：a l l o - r e vi e w J O r e G e o l o g y Re v i e w s ， 2 0 0 7 ， 3 1 ： 1 3 9 1 6 9 6 A m e l i n Y ， L e e D C ，H a l l i d a y A N E a r l y - m i d d l e A r c h e a n c ru s t a l e v o l u t io n d e d u c e d f r o m Lu 。 Hf a n d U 。 Pb is o t o p ic s t u d ie s o f s in g l e z i r c o n g r a i n s J G e o c h i mi c a e t C o s mo c h i mi c a Ae t a ，2 0 0 0 ，6 4 ： 4 2 0 5- 4 2 2 5 7 G r i f fin WL ，Wang X， J a c k s o n S E，P e a r s o n N J ， 0 R e d l y S Y Z i r - c o n g e o c h e mis t r y a n d ma g ma mix in g ，S E Ch in a：in s it u a n a l y s is o f H f is o t o p e s ， T o n g l u a n d P i n g t a n i g n e o u s c o mp l e x e s J L i t h o s ， 2 0 0 2，6 1： 2 3 72 6 9 8 隋振民 ， 葛文 春， 吴福元大兴 安岭东北部侏 罗纪花 岗质岩 石 的锆石 UP b年龄 、 地 球 化 学 特 征及 成 因 J 岩 石 学 报 ， 2 0 0 7， 2 3 ( 2 ) ： 4 6 1 4 8 0 9 T a y l o r S R，Mc l e n n a S MT h e c o n t i n e n t a l c ms t ：I t s c o m p o s i t i o n a n d e v o l u t i o n M O x r d：B l a c k w e l l S c i e n t i fic P u b l i c a t i o n ， 1 9 8 5： l 一1 3 2 1 O 李锦钝 莫 申国， 和政军 ， 等 大兴安岭 北段地壳左 行走 滑运 动 的时代及其对 中国东北 及邻 区中生代 以来地壳 构造 演化 重建 的制约 J 地学前缘 ， 2 0 0 4 ， 1 1 ( 3 )： 1 5 7 1 6 7 1 1 武广， 陈衍景 ， 孙丰月 大兴安岭北端晚侏罗世斑 岩地球化 学及其 地质 和找 矿意 义 J 岩石学 报 ， 2 0 0 8 ， 2 4( 4 ) ： 8 9 9 9 1 0 1 2 Z h a n g C ，L i N G e o l o g y ， g e o c h e m is t r y a n d t e c t o n i c s e t t i n g o f t h e I n d o s in ia n Mo d e p o s it s in s o u t h e r n Gr e a t Hin g g an Ran g e ， NE C h in a J G e o l o g i c a l J o u r n a l ， 2 0 1 4 4 9 ： 5 3 7 - 5 5 8 1 3 赵越 ， 徐刚 ， 张拴宏 ， 等 燕山运 动与东亚构造体 制的转 变 J 地学前缘 ， 2 0 0 4 ， 1 1 ( 3 ) ： 3 1 9 3 2 8 Ge o l o g ic a l c h a r a c t e r is t ic s，p e t r o g e n ic a g e a nd m a g ma t ic o r ig in o f t h e Xing a m o l y b d e n u m d e p o s it ，I n n e r M o n g o l ia w u Xiu y u n ，CHU Ch u n y a n ，ZHAO Xi c h e n g ( 1 P e k in g U n i v e r s i t y ， B e i j i n g 1 0 0 8 7 1 ； 2 C h Y u a n y e C h a n g s h u n G e o l o g ic a l E x p l o r a t io n C o ， L t d ，C h i f e n g 0 2 4 0 0 5 ) Ab s t r a c t ： T h e Xin g a mo l y b d e n u m d e p o s it i s a r e c e n t l y d is c o v e r e d g ia n t p o r p h y r y d e p o s i t in O r o q e n c o u n t y，I n n e r Mo n g o l i a Th e o r e bo d ie s ma in l y o c c ur in t h e Ba d a o g o u mo n z o g r a nit e po rph y r y a n d t h e c r y pt o e x p l o s iv e f r a c t ur e s The l a ye r e d o r e b o die s h a v e a n a v e r a g e t h ic kn e s s o f 9 29 m wit h a n a v e r a g e Mo g r a d e o f 0 1 1 8 The d e p o s it s h o ws po rp h y r yt y p e a l t e r a t io n z o n in gr a ng in g o ut wa r dl y f r o m po t a s s ic s il ic a t io n，t hr o ug h s il ic ifi c a t io n a n d ph y l l ic a l t e r a t io n，t o p r o p y l it ic a l t e r a t io nTh e a l t e r a t io n f e a t u r e s a nd g e o ph y s ic a l a nd g e o c h e mic a l a n o ma l ie s a r e v e ry